Kinetika Reaksi Transesterifikasi Minyak Kedelai Menjadi Biodiesel Menggunakan Katalis Padat Ramah Lingkungan

## K 2 O/CaO-ZnO
Windarto Aribowo, Amin Nugroho, I. Istadi*
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto, S.H., Kampus Undip Tembalang, Semarang, Indonesia 50275

## Abstrak
Katalis  padat  yang  ramah  lingkungan  K 2 O/CaO-ZnO  memiliki  keunggulan  untuk  proses  reaksi transesterifikasi  meliputi  sifat  basa  heterogen  aktif,  kelarutan  rendah,  kekuatan  mekanik  yang  baik, dan  dapat  digunakan  kembali.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengkaji  kinetika  reaksi transesterifikasi  minyak  kedelai  menjadi  biodiesel  menggunakan  katalis  padat  K 2 O/CaO-ZnO  untuk mendapatkan  model  persamaan  laju  reaksi  heterogen.    Kajian  meliputi:  prediksi  mekanisme  yang sesuai  dengan  data  eksperimen  melalui  analisis  ketergantungan  perubahan  laju  reaksi  terhadap perubahan  masing-masing  reaktan  dan  perumusan  persamaan  akhir  laju  reaksi.  Persamaan  laju reaksi  yang  dihasilkan  dapat  dipakai  untuk  perancangan  reaktor.  Hasil  kajian  menunjukkan  bahwa mekanisme  reaksi  yang  terjadi  mengikuti  mekanisme  Eley-Rideal,  dimana  metanol  yang  teradsorpsi pada  permukaan  katalis  bereaksi  dengan  trigliserida  (minyak  kedelai)  pada  fase  cairnya menghasilkan biodiesel (fatty acid methyl ester) dan gliserol.  Persamaan laju reaksi  yang diperoleh digunakan  dalam  perancangan  reaktor  sehingga  hubungan  antara  berat  katalis  yang  dibutuhkan dengan  konversi  trigliserida  menjadi  biodiesel  dan  perhitungan  volume  reaktor  yang  dibutuhkan dapat dilakukan.
Kata  kunci :  kinetika  reaksi  transesterifikasi;  minyak  kedelai;  biodiesel;  katalis  K 2 O/CaO-ZnO; reaktor CSTR terfluidisasi

## Abstract
[Title: Kinetics of Soybean Oil Transesterification Reaction to Biodiesel Using K 2 O/CaO-ZnO Solid Catalyst] The  environmentally  friendly  K 2 O/CaO-ZnO  solid  catalyst  has  advantages  for transesterification  reaction  including  active  heterogeneous  base  properties,  low  solubility,  good mechanical  strength,  and  reusable.  This  study  aims  to  examine  the  kinetic  reaction  of transesterification of soybean oil to biodiesel using a solid catalyst K 2 O/CaO-ZnO to obtain a model of  the  heterogeneous  reaction  rate  equation.  The  kinetic  studies  include  prediction  of  the  reaction mechanism in accordance with the experimental data through analysis of the dependence of changes in the rate of reaction on changes in each reactant and the formulation of the reaction rate law model. The  obtained  reaction  rate  equation  can  be  used  for  reactor  design.  The  results  showed  that  the mechanism  of  the  predicted  reaction  rate  follows  the  Eley-Rideal  mechanism,  where  methanol adsorbed on the catalyst surface reacts with triglycerides (soybean oil) which is in the liquid phase to produce biodiesel (fatty acid methyl ester) and glycerol. The obtained reaction rate model can be used for the reactor design, so that the relationship between the catalyst weight needed and the conversion of triglycerides to biodiesel and the calculation of the required reactor volume can be conducted.
Keywords :  kinetics  of  transesterification  reaction;  soybean  oil;  biodiesel;  K 2 O/CaO-ZnO  catalyst; fluidized CSTR reactor
1. Pendahuluan
Biodiesel  adalah  salah  satu  sumber  energi alternatif  populer  karena  merupakan  bahan  bakar
yang biodegradable dan  terbarukan,  bersifat  non- toksik,  serta  menghasilkan  emisi  yang  lebih  rendah dari CO. Proses transesterifikasi  untuk  menghasilkan biodiesel  telah  diteliti  dari  berbagai  bahan  minyak nabati  seperti  minyak  sawit  (Wong dkk. ,  2015), minyak  biji  jarak  (Sanchez dkk. ,  2015),  minyak rapeseed (Wang dkk. , 2013), dan minyak kedelai (Lu
------------------------------------------------------------------
*) Penulis Korespondensi.
E-mail: istadi@che.undip.ac.id
dkk. ,  2015).    Reaksi  transesterifikasi  dilakukan  pada suhu  yang  dekat  dengan  titik  didih  metanol  (60-70 o C)  pada  tekanan  atmosfer  (Ramadhas dkk. ,  2005). Reaksi transesterifikasi pembuatan biodiesel  (Knothe dkk. , 2005) terlihat pada Persamaan 1.
Trigliserida + Metanol → Metil ester + Gliserol (minyak kedelai)                       (biodiesel)
(1)
Penggunaan  katalis  basa  heterogen  pada proses transesterifikasi menjadi lebih ramah lingkungan,  tidak  menghasilkan  sabun  pada  reaksi netralisasi asam lemak bebas sehingga
menyederhanakan
proses pemisahan dan pemurniannya, proses bersifat kontinyu, dan meningkatkan  nilai  ekonomi  produksi  biodiesel (Meher dkk. , 2006; Lotero, 2004; Fukuda dkk. , 2001; Noureddini  &  Zhu,  1997).  CaO  tercatat  sebagai katalis  transesterifikasi  basa  heterogen  aktif  karena sifat  basa  yang  kuat,  kelarutan  rendah,  dan  mudah perlakuannya  (Kouzu  &  Hidaka,  2012;  Boey dkk. , 2011).  Katalis  ZnO  dipakai  pada  banyak  reaksi katalitik, murah, komersial, dapat digunakan kembali, juga  sebagai  penyangga  katalis  (Islam dkk. ,  2013; Karim dkk. , 2008). Modifikasi CaO dengan ZnO pada transesterifikasi minyak sawit menghasilkan konversi FAME  ( fatty  acid  methyl  ester /biodiesel)  yang  lebih tinggi  mencapai  hingga  94%  (Ngamcharussrivichai dkk. , 2008).
Kombinasi CaO-ZnO diprediksi dapat meningkatkan  luas  permukaan  dan  mengurangi leaching kandungan  logamnya,  walaupun  dapat menurunkan kebasaan dan kekuatan mekanik katalis. Penambahan  K 2 O  yang  diimpregnasi  pada  katalis CaO-ZnO  dapat  meningkatkan  kembali  tingkat kebasaan, serta kekuatan mekanik dimana K 2 O dapat berperan sebagai binding agent .
Pendekatan  kinetika  penelitian  ini  berbeda dengan  peneliti  sebelumnya  yang  kebanyakan merumuskan  kinetika  kecepatan  reaksi  berdasarkan hasil pengamatan eksperimen secara empiris menggunakan  asumsi  model  kinetika  reaksi  katalisis yang  terlalu  sederhana  (misalnya: simple dan Power Law )  (Masduki dkk. ,  2013;  Sidabuntar dkk. ,  2013;
Buchori  &  Sasongko,  2012;  Sari dkk. ,  2011;  Aziz, 2007; Utami dkk. , 2007). Penelitian sebelumnya tidak mengkaji  prediksi  mekanisme  reaksi  yang  terjadi. Penelitian  kajian  perumusan  kinetika  reaksi  pada transesterifikasi  minyak  kedelai  menjadi  biodiesel menggunakan katalis padat (heterogen) yang didasarkan  pada  prediksi  mekanisme  reaksi  dari  data eksperimen menjadi sangat penting.
Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengkaji  kinetika  reaksi  transesterifikasi  minyak kedelai menjadi biodiesel menggunakan katalis padat K 2 O/CaO-ZnO untuk mendapatkan model persamaan
laju  reaksi  heterogen.    Kajian  kinetika  penelitian  ini meliputi:  prediksi  mekanisme  yang  sesuai  dengan data  eksperimen  melalui  analisis  perubahan  laju reaksi  terhadap  perubahan  masing-masing  reaktan dan  perumusan  persamaan  akhir  laju  reaksi. Persamaan  laju  reaksi  yang  dihasilkan  dapat  dipakai pada desain perancangan reaktor.

## 2. Bahan dan Metode
2.1 Pembuatan Katalis
Proses  diawali  dengan  membuat  katalis  CaO-
ZnO  dengan perbandingan  berat Ca/Zn  1:1
menggunakan metode kopresipitasi. Ca(NO 3 ) 2 (Merck,  99%)  dilarutkan  dalam  akuades  hingga konsentrasi  1  M,  kemudian  dicampur  dengan Zn(NO 3 ) 2 (Merck,  99%)  yang  juga  dilarutkan  dalam akuades  dengan  konsentrasi  1  M.  Sementara  itu, Na 2 CO 3 (Merck, 99%) yang dilarutkan  pada  akuades dengan  konsentrasi  2  M  diteteskan  sedikit  demi sedikit  pada  campuran  sebelumnya  dan  diaduk  cepat sampai  terbentuk  gel  putih.  Selanjutnya  pH  diatur hingga  10  dengan  menambahkan  larutan  NaOH (Merck  99%).  Larutan  disaring  dan  dicuci  dengan akuades  hingga  bebas  basa.  Sisa  gel  dikeringkan dengan  oven  (Memmert)  bersuhu  110 o C  selama semalam.  Langkah  selanjutnya  adalah  mengkalsinasi katalis  tersebut  di  dalam  furnace  elektrik  (Ney Vulcan  3-550)  pada  suhu  800 o C  selama  3  jam, sehingga  dihasilkan  butiran  padat  katalis  CaO-ZnO. Selanjutnya  dengan  metode  impregnasi,  padatan katalis  CaO-ZnO  tersebut  dimasukkan  ke  dalam campuran  KNO 3 (Merck  99%)  yang  dilarutkan dengan  konsentrasi  1  M  selama  1  jam  dan  diaduk. Campuran  tersebut  kemudian  dikeringkan  di  dalam oven  bersuhu  110 o C  selama  semalam.  Selanjutnya katalis  yang  dihasilkan  dikalsinasi  di  dalam  furnace elektrik  pada  suhu  300 o C  selama  5  jam,  sehingga dihasilkan katalis padat K 2 O/CaO-ZnO.
2.2 Pengujian Katalis untuk Reaksi Transesterifikasi Gambar  1  menunjukkan  rangkaian  alat  reaksi transesterifikasi  untuk  pengujian  katalis  dalam reaktor  fluidized  CSTR,  yang  terdiri  dari  labu  leher tiga  (1),  yang  dilengkapi  dengan  pengaduk  (8), kondenser  refluks  (6),  elbow  (7),  adapter  (10)  dan termometer  (3).  Pengaduk  digerakkan  oleh  motor penggerak  (4)  dengan  pengatur  motor  controller  (5). Rangkaian  diletakkan  pada  pemanas  mantel  (M-Top Heating Mantle MS-E) (2) yang berada di atas rangka portable (11) yang dilengkapi dengan statif dan klem (9).  Selang  air  pendingin  menghubungkan  ujung bawah dan atas kondenser refluks.
Minyak  kedelai,  metanol,  dan  katalis  5% K 2 O/CaO-ZnO dimasukkan ke dalam labu leher tiga. Perbandingan  mol  umpan  trigliserida  (A)  terhadap metanol (B) bervariasi dari 1:2  hingga 1:25. Volume total  reaktan  tetap  400  mL.  Larutan  dipanaskan sampai  suhu  stabil  pada  60 o C  (di  bawah  titik  didih metanol  64,7 o C)  dan  diaduk  selama  3  jam.  Produk didinginkan  dan  dipisahkan  pada  corong  pemisah,
didiamkan semalam hingga terbentuk 3 lapisan, yaitu: lapisan  atas  metanol  sisa,  lapisan  tengah  metil  ester, dan  lapisan  bawah  sisa  minyak  kedelai,  gliserol,  dan katalis.  Produk  metil  ester  dianalisis  menggunakan GC-MS (Shimadzu QP2010S, dengan kolom DB-1).
Gambar 1 . Rangkaian alat transesterifikasi
2.3. Kajian Kinetika Reaksi
Kajian  kinetika  reaksi  meliputi:  (1)  analisis perubahan laju reaksi terhadap perubahan perbandingan  masing-masing  reaktan;  (2)  prediksi mekanisme reaksi yang sesuai dengan data eksperimen; dan (3) perumusan persamaan akhir laju reaksi.
Pada reaktor batch heterogen, perhitungan laju reaksi eksperimen mengikuti Persamaan 2.
(2)
dimana  – r A exp  adalah  laju  reaksi  hasil  data eksperimen  (mol/gcat.s), N P adalah  mol  produk (mol), W merupakan  berat  katalis  (gcat),  dan dt adalah rentang waktu reaksi (s).
Persamaan  laju  reaksi  yang  dihasilkan  dapat dipakai  pada  desain  perancangan  reaktor.  Dalam tahapan  ini,  hubungan  antara  berat  katalis  yang dibutuhkan  oleh  reaksi  dan  konversi  trigliserida menjadi  biodiesel  dapat  diketahui  sehingga  jumlah kebutuhan  katalis  untuk  mencapai  tingkat  konversi tertentu dapat diprediksi. Lebih jauh lagi, perhitungan volume  reaktor  yang  dibutuhkan  untuk  mencapai konversi reaksi tersebut dapat dilakukan.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Konsentrasi  produk  dipantau  untuk  kondisi umpan  yang  berbeda  berdasarkan  analisis  perubahan perbandingan  reaktan  terhadap  perubahan  laju  reaksi kimia  pada  saat  reaksi  sudah  berjalan  secara  tunak ( steady state ).
Tabel 1 . Data perubahan kecepatan reaksi (- r A ) terhadap konsentrasi metanol (B) (- r A exp = - r A hasil data eksperimen) ( C A : konsentrasi trigliserida; C B : konsentrasi metanol; C C : konsentrasi metil ester; C D :
konsentrasi gliserol) Run Rasio mol C A (mol/ L) C B (mol/ L) C C (mol/ L) C D (mol/ L) - r A exp (mol/ gcat.s) A  B 1 1  25  0,50  12,52  1,48  4,37  3,68x10 -6 2 1  15  0,63  9,42  1,47  4,96  3,65x10 -6 3 1  10  0,72  7,20  1,47  5,83  3,64x10 -6 4 1  6  0,81  4,89  1,45  5,99  3,57x10 -6 5 1  3  0,90  2,71  1,44  6,13  3,54x10 -6 6 1  2  0,94  1,88  1,41  5,99  3,48x10 -6
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  pada  percobaan nomor  4,  3,  dan  2  dengan  kenaikan  konsentrasi metanol sampai dengan ekses, kecepatan reaksi yang dihasilkan meningkat. Pada percobaan nomor 2 dan 1 jika konsentrasi metanol ditingkatkan secara ekstrim, kecepatan reaksi juga meningkat. Hal ini menunjukkan  kesesuaian  antara  konsentrasi  awal reaktan  dengan  kecepatan  reaksi  pembentukan produk,  sehingga  dapat  dinyatakan  bahwa  metanol teradsorpsi  pada  permukaan  katalis.  Sesuai  dengan pernyataan  Fogler  (2016),  apabila  kecepatan  reaksi berbanding  lurus  dengan  peningkatan  konsentrasi reaktan  maka  reaktan  tersebut  teradsopi  pada permukaan katalis.
Tabel 2 . Data perubahan kecepatan reaksi (- r A ) terhadap konsentrasi trigliserida (A). (- r A exp = - r A hasil data eksperimen) ( C A : konsentrasi trigliserida; C B : konsentrasi metanol; C C : konsentrasi metil ester; C D : konsentrasi gliserol)
Run Rasio mol C A (mol/ L) C B (mol/ L) C C (mol/ L) C D (mol/ L) - r A exp , (mol/ gcat.s) A  B 1  0,24  6  0,50  12,52  1,48  4,37  3,68x10 -6
2 0,6  6  0,63  9,42  1,47  4,96  3,65x10 -6 3 0,4  6  0,72  7,20  1,47  5,83  3,64x10 -6
4 1 6  0,81  4,89  1,45  5,99  3,57x10 -6 5 2 6  0,90  2,71  1,44  6,13  3,54x10 -6
6 3 6  0,94  1,88  1,41  5,99  3,48x10 -6
Perlakuan  yang  sama  juga  dilakukan  terhadap reaktan trigliserida. Pada Tabel 2 percobaan nomor 4, 5,  dan  6,  konsentrasi  trigliserida  meningkat  tetapi kecepatan  reaksi  menurun.  Kecenderungan  yang berkebalikan  ini  menunjukkan  bahwa  trigliserida tidak teradsorpsi pada permukaan katalis. Sebagaimana  dinyatakan  oleh  Fogler  (2016),  apabila kecepatan reaksi berbanding terbalik dengan peningkatan  konsentrasi  reaktan  maka  reaktan tersebut tidak teradsorpsi pada permukaan katalis.
Berdasarkan  hasil  analisis  kecepatan  reaksi terhadap konsentrasi reaktan, salah satu reaktan, yaitu metanol, teradsorpsi pada permukaan katalis sedangkan  treaktan  yang  lainnya,  trigliserida,  tidak
teradsorpsi  pada  permukaan  katalis.  Hal  ini menunjukkan bahwa mekanisme reaksi katalitik yang terjadi  mengikuti  mekanisme  Eley-Rideal  dimana salah satu reaktan teradsorpsi pada permukaan katalis dan  reaktan  yang  lainnya  berada  pada  fasa bulk -nya (Fogler, 2016).
Mekanisme  reaksi  yang  mungkin  terjadi adalah  metanol  (B)  teradsorpsi  pada  permukaan katalis  bereaksi  dengan  trigliserida  (A)  pada  fase cairnya  menghasilkan  biodiesel fatty  acid  methyl ester (C)  dan  gliserol  (D)  yang  salah  satunya teradsorpsi pada permukaan katalis. Prediksi mekanisme  reaksi  permukaan  yang  mungkin  terjadi adalah:
- A  fase  cair  +  B  teradsorp                C  teradsorp  +  D fase cair (tipe 1)
- A  fase  cair  +  B  teradsorp          C  fase  cair  +  D teradsorp (tipe 2)
Model  kinetika  reaksi  katalitiknya  dapat  disusun sebagai Persamaan 3 hingga 8.
1. Reaksi tipe 1: A + B•S        C•S + D
a. Adsorpsi B
(
) (3) b. Reaksi permukaan ( ) (4) c. Desorpsi C ( ) (5)
2. Reaksi tipe 2: A + B•S        C + D•S
a. Adsorpsi B
(
) (6) b. Reaksi permukaan ( ) (7) c. Desorpsi D
( ) (8)
Dimana r A adalah laju reaksi (mol/gcat.s). Sedangkan k B , k s , k C ,  dan k D secara  berurutan  adalah  konstanta laju  adsorbsi  B,  konstanta  laju  raksi  permukaan, konstanta  laju  desorbsi  C  dan  D  dengan  satuan  s -1 . K B , K S , K C , dan K D secara berurutan adalah konstanta kesetimbangan  adsorbsi  B,  konstanta  kesetimbangan reaksi  permukaan,  serta  konstanta  kesetimbangan desorpsi  C  dan  D.  Keempat  konstanta  tersebut  tidak
memiliki  satuan  karena  merupakan  perbandingan. Sedangkan C A , C B , C C ,  dan C D secara  berurutan merupakan konsentrasi A (trigliserida), konsentrasi B (methanol), konsentrasi C (metil ester) dan konsentrasi D (gliserol) dengan satuan mol/gcat.
Berdasarkan  analisis  kesesuaian  antara  data eksperimen  dengan  model  kecepatan  reaksi  yang mungkin  maka  dapat  disimpulkan  bahwa  persamaan kecepatan reaksi – r A terlihat pada Persamaan 9.
( ) (9)
dengan nilai koefisien determinasi R 2 sebesar 0,9628 untuk  katalis  padat  5%  K 2 O/CaO-ZnO  pada  reaksi transesterifikasi trigliserida dan metanol menghasilkan  biodiesel/ fatty  acid  methyl  ester pada reaktor fluidized CSTR.
Beberapa  peneliti  telah  melakukan  kajian kinetika  reaksi  transesterifikasi  minyak  nabati menjadi  biodiesel  manggunakan  katalis  homogen (katalis  fase  cair)  (Masduki dkk. ,  2013;  Sidabuntar dkk. ,  2013;  Buchori  &  Sasongko,  2012;  Aziz,  2007; Utami dkk. , 2007). Akan tetapi, kajian kinetika reaksi yang  dilakukan  oleh  peneliti  sebelumnya  masih sangat  sederhana  dibandingkan  dengan  kajian  yang dilakukan  pada  studi  ini.  Para  peneliti  sebelumnya hanya  mengasumsikan  bahwa  reaksi  yang  terjadi mengikuti  kinetika  reaksi irreversible pseudo  order satu  terhadap  trigliserida  (Sidabuntar dkk. ,  2013; Utami dkk. ,  2007)  dan irreversible pseudo  order  dua terhadap trigliserida (Aziz, 2007) dengan mengasumsikan  ekses  alkohol.  Kajian  yang  lebih kompleks dilakukan oleh Buchori & Sasongko (2012) dengan  mengasumsikan  bahwa  mekanisme  reaksi yang  terjadi  adalah  reaksi reversible elementer. Kajian kinetika reaksi transesterifikasi minyak nabati menggunakan  katalis  padat  /  heterogen  juga  telah dilakukan  oleh  beberapa  peneliti  (Masduki dkk. , 2013;  Sari dkk. ,  2011).  Akan  tetapi,  kajian  yang dilakukan  oleh  peneliti  sebelumnya  masih  sederhana yaitu  dengan  mengasumsikan  bahwa  sistem  reaksi adalah  pseudo-homogen  dan  mekanisme  reaksi mengikuti  rekasi  pseudo  order  satu.  Peneliti sebelumnya masih belum bisa menjelaskan mekanisme  reaksi  yang  terjadi  untuk  sistem heterogen seperti yang dilakukan pada studi ini.
Persamaan  laju  reaksi yang  dihasilkan (Persamaan  7)  dapat  digunakan  untuk  perhitungan berat  katalis  yang  dibutuhkan  pada  reaktor fluidized CSTR  yang  diperlukan  untuk  mencapai  konversi tertentu  mengikuti  persamaan  desain  (Persamaan  10) (Fogler, 2016).
In – Out + Generation = Accumulation F T0 – F T + r A . W =  0     ( Steady state)
(10)
(11)
Persamaan  (9)  menunjukkan  hubungan  antara  berat katalis  ( W ),  laju  alir  umpan  ( F T0 ),  dan  konversi  ( X ) trigliserida. Sedangkan persamaan (10) menunjukkan perbandingan antara volume reaktor dan berat katalis yang tetap.
Jika  diasumsikan bulk  density (ρ b )  campuran katalis  di  dalam  reaktor fluidized CSTR  adalah  0,5 g/mL,  dengan  berat  katalis  5  g  untuk  mencapai konversi 99%, maka volume reaktor yang dibutuhkan adalah  10  mL.  Lebih  detil  tentang  perhitungan volume  reaktor  yang  dibutuhkan  ditunjukkan  pada Tabel 3.
Tabel  3 .  Data  konversi  trigliserida  menjadi  FAME ( X )  sebagai  fungsi  berat  katalis  ( W )  dan  prediksi volume reaktor fluidized CSTR Run Rasio mol F T0 (mol minyak/s) -r A exp (mol/ gcat.s) X W (gcat) Volume Reaktor (mL) A  B 1 1  25  1,86x10 -5 3,68x10 -6 0,99 5 10 2 1  15  2,33x10 -5 3,65x10 -6 0,78 5 10 3 1  10  2,67x10 -5 3,64x10 -6 0,68 5 10 4 1  6  3,02x10 -5 3,57x10 -6 0,59 5 10 5 1  3  3,35x10 -5 3,54x10 -6 0,53 5 10 6 1  2  3,48x10 -5 3,48x10 -6 0,50 5 10 Pada perbandingan rasio
mol trigliserida/metanol dan – r A yg tetap, untuk mencapai konversi tertentu,  maka dapat diprediksi berat katalis dan  laju  alir  umpan  pada  volume  reaktor  yang  lebih besar. Tabel 4 menunjukkan prediksi berat katalis dan laju  alir  umpan,  dengan  hasil  akhir  konversi trigliserida mencapai 99%, pada rasio mol trigliserida/metanol 1:25.
Tabel  4 .  Prediksi  berat  katalis  ( W )  dan  laju  alir umpan  ( F T0 )  pada  volume  reaktor fluidized CSTR yang lebih besar, dengan konversi dan rasio mol yang tetap.
- r A exp (mol/ gcat.s) X ρ b (g/mL) Volume reaktor (mL) W (gcat) F T0 (mol minyak/s) 3,68x10 -6 0,99 0,5 10 5 1,86x10 -5 3,68x10 -6 0,99 0,5 1000 500  1,86x10 -3 3,68x10 -6 0,99 0,5 100000  50000 0,186

## 4. Kesimpulan
Mekanisme  reaksi  yang  terjadi  pada  reaksi transesterifikasi  trigliserida  dan  metanol  menjadi biodiesel  atau fatty  acid  methyl  ester menggunakan katalis  padat  ramah  lingkungan  K 2 O/CaO-ZnO adalah  mengikuti  mekanisme  Eley-Rideal.  Methanol teradsorpsi  di  permukaan  katalis  yang  bereaksi dengan  trigliserida  (minyak  kedelai)  pada  fase cairnya  menghasilkan fatty  acid  methyl  ester dan gliserol.  Persamaan  laju  reaksi  yang  sesuai  dengan
mekanisme reaksi dapat digunakan dalam perancangan reaktor, sehingga hubungan antara berat katalis  yang  dibutuhkan  dengan  konversi  trigliserida menjadi  biodiesel  dan  prediksi  perhitungan  volume reaktor yang dibutuhkan dapat dilakukan.

## Ucapan terima kasih
Terima  kasih  disampaikan  kepada  Departemen Teknik  Kimia  Fakultas  Teknik  Undip  yang  telah memfasilitasi  penelitian  ini,  juga  kepada  rekan peneliti Setiarto Pratigto yang telah membantu dalam eksperimen laboratorium.

## Daftar Pustaka
Aziz,  I.  (2007).  Kinetika  reaksi  transesterifikasi minyak  goreng  bekas. Jurnal  Kimia  Valensi , 1(1), 19-23.
Boey,  P.  L.,  Maniam,  G.  P.,  Hamid,  S.  A.  (2011). Performance of calcium oxide as a heterogeneous catalyst in biodiesel production:  A review. Chemical Engineering Journal , 168, 15-22.
Buchori,  L.,  Sasongko,  S.B.  (2012).  Kinetika Transesterifikasi  Biodiesel  Jarak  Pagar. Teknik , 33(2), 52-57. Fogler, H. S. (2016). Elements of Chemical Reaction Engineering . 5th Ed. Houston: Prentice Hall.
Fukuda,  H.,  Kondo,  A.,  Noda,  H.  (2001).  Biodiesel
Fuel  Production  by  Transesterification  of Oils.
Journal of Bioscience and Bioengineering , 92 (5), 405-416.
Islam,  A., Taufiq Yap, Y. H., Chu, C. M.,  Chan, E. S., Ravindra, P. (2013). Studies on design of heterogeneous catalysts for biodiesel production. Process Safety and Enviromental Protection , 91, 131-144.
Karim,  A.M.,  Conant,  T.,  Datye,  A.K.  (2008). Controlling  ZnO  morphology  for  improved methanol steam reforming reactivity. Physical
Chemistry Chemical Physics , 10(36), 5584-5590.
Knothe,  G.,  Gerpen,  J.V.,  Krahl,  J.  (2005). The Biodiesel Handbook . Illinois: AOCS Press.
Kouzu,  M.,  Hidaka,  J.S.  (2012).  Transesterification of  vegetable  oil  into  biodiesel  catalyzed  by CaO: A review. Fuel , 93, 1-12.
Lotero,  E.  (2004).  Synthesis  of  biodiesel  via  acid catalysis. Journal  South  Carolina ,  44(14), 5353-5363.
Lu, Y., Zhang, Z., Xu, Y., Liu, Q., Qian, G. (2015). CaFeAl  mixed  oxide  derived  heterogeneous catalysts for transesterification of soybean oil to  biodiesel. Bioresource  Technology ,  190, 438-441.
Masduki,  M.,  Sutijan,  S.,  Budiman,  A.  (2013).
Kinetika Reaksi Esterifikasi Palm Fatty Acid Distilate (PFAD)  menjadi  Biodiesel  dengan
Katalis  Zeolit-Zirkonia  Tersulfatasi. Jurnal Rekayasa Proses , 7(2), 59-64.
Meher,  L.  C.,  Vidya  Sagar,  D.,  Naik,  S.  N.  (2006). Technical  aspects  of  biodiesel  production  by transesterification  - a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews , 10, 248-268. Ngamcharussrivichai,  C.,  Totarat,  P.,  Bunyakiat,  K. (2008).  Ca  and  Zn  mixed  oxide  as  a heterogeneous base
catalyst for
transesterification of palm kernel oil. Applied Catalysis A: General , 341, 77-85.
Noureddini,  H.,  Zhu,  D.  (1997).  Kinetics  of transesterification  of  soybean  oil. JAOCS , 74(11), 1457-1463.
Ramadhas,  A  S.,  Jayaraj,  S.,  Muraleedharan,  C. (2005).  Biodiesel  production  from  high  FFA rubber seed oil. Fuel , 84, 335-340.
Sanchez,  N.,  Sanchez,  R.,  Encinar,  J.M.,  Gonzalez, J.F.,  Martinez,  G.  (2015).  Complete  analysis of castor oil methanolysis to obtain biodiesel. Fuel , 147, 95-99.
Sari,  T.I.,  Said,  M.,  Sari,  A.K.  (2011).  Katalis  Basa Heterogen  Campuran  CaO  &  SrO  Pada Reaksi  Transesterifikasi  Minyak  Kelapa
Sawit.  Dalam  Prosiding  Seminar  Nasional
AVoER ke-3, Palembang, Indonesia: Fakultas  Teknik  Universitas  Sriwijaya,  482- 493.
Sidabutar, E.D.C., Faniudin, M.N., Said, M. (2013).
Pengaruh  rasio  reaktan  dan  jumlah  katalis terhadap  konversi  minyak  jagung  menjadi metil  ester. Jurnal  Teknik  Kimia ,  19(1),  40- 49.
Utami,  T.S.,  Arbianti,  R.,  Nurhasman,  D.  (2007). Kinetika reaksi transesterifikasi CPO terhadap produk metil palmitat dalam reaktor tumpak. Seminar  Nasional  Fundamental  dan Aplikasi  Teknik  Kimia  2007 .  Surabaya, Indonesia: Jurusan Teknik Kimia FTI – ITS. Wang,  B.,  Li,  S.,  Tian,  S.,  Feng,  R.,  Meng,  Y. (2013).  A  new  solid  base  catalyst  for  the transesterification of rapeseed oil to biodiesel with methanol. Fuel , 104, 698-703.
Wong, Y.C., Tan, Y.P., Taufiq Yap, Y.H., Ramli, I., Tee,  H.  (2015).  Biodiesel  production  via transesterification  of  palm  oil  by  using  CaO- CeO 2 mixed  oxide  catalyst. Fuel ,  162,  288- 293.